بهبود قدرت تشخيص يك انكودر خازني خطي با لغزنده نامقيد

Resolution Improvement of a Capacitive-type linear Encoder with Untethered Slider

در اين مقاله، يك نمونه بهبود يافته از يك نوع انكودر خازني خطي با القاي الكترواستاتيك و لغزنده نامقيد با قدرت تشخيص بالاتر و خطاي كمتر نسبت به نمونه موجود ارائه شده‌است. انكودر ارائه شده از دو بخش اصلي استاتور و لغزنده تشكيل شده‌است. هر دو بخش از فيبر مدار چاپي سخت ساخته شده‌اند. استاتور داراي الكترودهاي چهار فاز گيرنده است و لغزنده شامل الكترودهاي دو فاز فرستنده مي‌باشد. در اين انكودر تغذيه الكتريكي لغزنده از طريق القاي الكترواستاتيكي تامين مي‌شود. از اين رو، نيازي به اتصال سيم به لغزنده وجود ندارد و لذا اين انكودر مناسب براي استفاده در سيستم‌هاي كنترلي با فضاي محدود است. با بهبود قدرت تشخيص و كاهش خطاي اين انكودر مي توان به حركت نرم و دقيق موتورها در سيستم‌هاي كنترل حلقه بسته دست يافت. به همين منظور انكودر بهبود يافته به الكترود زمين، بين الكترودهاي گيرنده و الكترودهاي القايي مجهز شده است تا سبب كاهش تداخل الكترواستاتيك ميان اين الكترودها و در نتيجه كاهش خطاي خروجي شود. به علاوه گام الكترودهاي گيرنده و فرستنده‌ي انكودر كم شده تا قدرت تشخيص بالا رود. يك نمونه‌ي آزمايشگاهي از انكودر بهبود يافته ساخته شده و عملكرد آن ارزيابي شده است. تايج آزمايشات نشان دهنده بيشينه خطاي 15 ميكرومتر و قدرت تشخيص 1 ميكرومتر مي باشد كه حاكي از كاهش خطا و بهبود قدرت تشخيص نسبت به نمونه‌‌ مشابه است.

In this paper, an improved sample of capacitive-type linear encoder with untethered slider is presented that has higher resolution and lower error. This encoder has a simple structure consisting of two main parts, stator and slider. Both parts are made of hard PCB. The stator has a sequence of four-phase receiver electrodes and the slider contains two-phase transmitter electrodes. The electrical energy is supplied to transmitter electrodes by the electrostatic induction. Therefore, there is no need to connect any wire to the slider. These features make the encoder to use in limited spaces. By improving resolusion, smooth and precise movement of motors is facilitated in the closed loop systems. Thus, the improved encoder is equipped with two ground electrodes between the receiver electrodes and induction electrodes on the stator board to reduce electrostatic interface between these electrodes. As, output error goes down. In addition, the step of electrodes are reduced to increase resolution. Making an experimental sample of improved encoder and testing it, showed 15µm error in 1µm resolution. This indicates, the error and resolution are improved than the previous one.